La scoperta potrebbe rappresentare una rivoluzione e soprattutto una soluzione al problema dell’antibiotico-resistenza in crescita, ossia la sempre maggiore inefficacia degli attuali antibiotici contro molti tipi di batteri. In laboratorio, infatti, sono stati creati i primi virus, ricorrendo all’intelligenza artificiale (AI). In particolare si tratterebbe di virus “batteriofagi”, ossia in grado di “uccidere” alcuni batteri.
Creati i primi virus sintetici
I nuovi virus possono essere considerati del tutto “artificiali”, perché non esistono in natura e sono stati creati grazie al ricorso all’intelligenza artificiale. È accaduto nei laboratori del Dipartimento di Ingegneria Chimica della Stanford University in California. I ricercatori, che hanno collaborato con i colleghi dei dipartimenti di Bioingegneria e Informatica coinvolgendo anche esperti e studiosi del Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York e dell’Arc Institute di Palo Alto, hanno messo a punto dei veri e propri virus sintetici.
Cosa sono i nuovi organismi
Si tratta di virus non presenti in natura, ma realizzati tramite tecniche genomiche. Invece che elaborare sequenze già esistenti, però, i ricercatori hanno sfruttato le potenzialità e le abilità di linguaggio dell’AI per progettare intere sequenze genomiche nuove e con caratteristiche specifiche tali da essere utilizzate per realizzare virus in grado di attaccare e poi debellare batteri potenzialmente nocivi per l’uomo. È il caso dell’Escherichia Coli, noto per essere causa di gastroenteriti.
I virus che attaccato l’Escherichia coli
L’IA, dunque, ha permesso di arrivare a disporre di nuovi virus, alcuni dei quali sembra possano essere in grado di eliminare tre ceppi di Escherichia coli, un batterio che normalmente si trova nel nostro intestino ma che, in caso di disbiosi (squilibri intestinali) può diventare un patogeno che causa gastroenteriti. La vera svolta è data dal fatto che questi “fagi” generati dall’IA risultavano tutti resistenti ai farmaci.
Una possibile arma contro l’antibiotico-resistenza
La scoperta, dunque, rappresenta una possibile svolta nel mondo della medicina che da anni è alla ricerca di una soluzione contro l’antibiotico-resistenza. Gli esperti, infatti, ritengono che proprio la progressiva inefficacia degli antibiotici attualmente disponibili – a causa spesso degli abusi nel ricorso agli antibiotici, anche quando non necessari – potrebbe provocare 10 milioni di morti all’anno nell’immediato futuro, ossia un numero complessivo di vittime nel mondo, pari a quello dei decessi dovuti al cancro.
Come si è arrivati ai nuovi virus
A guidare le ricerche è stato il professor Brian L. Hie, che ha utilizzato i due modelli di linguaggio per la genomica Evo 1 ed Evo 2 per analizzare e generare sequenze di DNA ed RNA. Una volta messe a punto, però, l’obiettivo era di arrivare a un genoma completo del virus. Per questo si è fatto affidamento all’intelligenza artificiale che ha elaborato le nuove forme partendo dal genoma di riferimento. Nello specifico si è utilizzato il batteriofago ΦX174, definito dalla rivista Nature come un “semplice virus a DNA a singolo filamento che contiene 5.386 nucleotidi in 11 geni e tutti gli elementi genetici necessari per infettare gli ospiti e replicarsi al loro interno”. Unendo al “modello base” le informazioni relative ad altri 2 milioni di virus, si è dato vita a quelli sintetici inediti.
Creati 300 nuovi virus “artificiali”
Grazie alle complesse elaborazioni dell’IA, oggi i ricercatori hanno a disposizione circa 300 nuovi virus artificiali, che hanno in comune parte del patrimonio genetico del modello base di riferimento, il ΦX174. Alcuni arrivano al 40% di compatibilità, mentre altri sono risultati molto diversi dall’originale. Studiando i nuovi fagi, i ricercatori del team del professor Hie ne hanno selezionati 16 e li hanno messi a contatto con le cellule di Escherichia coli. L scopo era capire se, come intuito, alcuni virus potessero essere in grado di “neutralizzare” ceppi del batterio. E così è stato.
Virus più “potenti” dell’originale
Come spiegato dagli studiosi, la sostanziale differenza tra i nuovi organismi e il modello di riferimento è che mentre il primo non aveva la capacità di eliminare il batterio (nello specifico tre ceppi di quest’ultimo), i nuovi virus sintetici sono risultati in grado di farlo. Come spiegato dagli scienziati, è stato creato un “Un cocktail di fagi generati supera rapidamente la resistenza a ΦX174 in tre ceppi di E. coli, dimostrando la potenziale utilità del nostro approccio per la progettazione di terapie fagiche contro patogeni batterici in rapida evoluzione”. Nell’abstract dello studio si legge anche che “Questo lavoro fornisce un modello per la progettazione di diversi batteriofagi sintetici e, più in generale, getta le basi per la progettazione generativa di sistemi viventi utili su scala genomica”.
I rischi e i timori
I ricercatori hanno anche chiarito che i nuovi virus non sono in grado di replicarsi autonomamente, esattamente come le forme analoghe esistenti in natura, ma necessitano di un organismo vivente per poter vivere. Quando si trovano all’interno di un corpo umano o animale, invece, possono infettarlo e replicarsi. Per questo l’esito della ricerca ha gettato anche qualche ombra, legata ai possibili rischi che i nuovi virus possano “sfuggire di mano”.
